Responde Aí
Acesse com GoogleAcesse com AppleAcesse com Facebook

Enunciado

Química - Princípios de Química: Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente - 5ª Edição - Peter Atkins, Loretta Jones e Leroy Laverman- Ed: 5º - Capítulo 4.1 - Ex. 90

90. Dois balões idênticos estão cheios de um gás em 20   ° C e 100 atm. Um balão contém 1   m o l de N H 3 , e o outro, 1   m o l   de H 2 . (a) Em qual dos balões as moléculas colidem mais por segundo com as paredes do balão? (b) Prediga para cada balão, se a pressão será maior ou menor do que a prevista pela lei dos gases ideais?

Passo 1

(a) Bom! Tá meio na cara que o balão na qual as moléculas colidem mais por segundo com as paredes é aquele onde o valor da velocidade quadrática média for maior; já que se a velocidade for maior significa que mais colisões irão acontecer por unidade de tempo. Por isso façamos os cálculos para os dois balões:

Para o N H 3 :

v r m s , N H 3 = 3 R T M 1 2 = 3 R T M

v r m s , N H 3 = 3 8,314   J ⋅ m o l - 1 ⋅ K - 1 × 20 + 273 K ( 3 ⋅ 1 + 14 ) 10 - 3   k g ⋅ m o l - 1

v r m s , N H 3 = 655,65   m / s

Para o H 2 :

v r m s , H 2 = 3 R T M 1 2 = 3 R T M

v r m s , H 2 = 3 8,314   J ⋅ m o l - 1 ⋅ K - 1 × 20 + 273 K ( 2 ⋅ 1 ) 10 - 3   k g ⋅ m o l - 1

v r m s , H 2 = 1911,54   m / s

Logo, é no balão de hidrogênio que as moléculas irão colidir mais por segundo com as paredes do recipiente.

Passo 2

b) Como nos dois casos, trata-se de uma situação de pressão elevada, temos que as forças repulsivas dominam as atrativas. Pense bem!! Se a pressão aumentou muito, consequentemente o volume irá diminuir bastante e as moléculas vão estar bem mais próximas. Para compensar essa drástica diminuição de volume; o que as moléculas vão fazer? Bom, elas vão se repelir com mais instensidade do que se atraem, não tá na cara. Podemos provar esse fenômeno através do uso do fator de compressibilidade Z , que é dado pela razão entre o volume do gás real e o volume do gás ideal:

Z = V r e a l V i d e a l

Nesse caso Z > 1 , e o gás é menos compressível do que um gás ideal. Como o gás real é menos compressível do que o gás ideal; temos que a pressão do gás real é menor do que a pressão para o gás ideal; já que são relações inversamente proporcionais.

Resposta

a) No balão de hidrogênio

b) A pressão do gás real é menor do que a prevista pela lei dos gases ideais.

Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

Determine ( d S / d V ) T para (a) um gás de van der Waals; (b) um gás de Dieterci (Tabela 1.7). Para uma expansão isotérmica, para qual tipo de gás (perfeito ou real) ∆ S será maior? Explique sua con
Mostre que se B(T) for o segundo coeficiente do virial de um gás e ∆ B = B ( T )-B(T'),∆T=T - T ' , E SE T for a temperatura média entre T” e T’, então π T = R T 2 ∆ B / V m 2 ∆ T . Estime π T , a 275
Estime π T para um gás de Dieterici (Tabela 1.7). Justifique fisicamente a forma da expressão obtida.
Ache uma expressão do coeficiente de fugacidade de um gás cuja equação de estado é p V m = R T ( 1 + B V m + C / V m 2 ) . Com a expressão obtida, calcule a fugacidade do argônio a 1,00 atm e 100 K, s
Admita que (a) as interações atrativas entre as partículas de gás possam ser desprezadas; (b) as interações atrativas num gás de van der Walls são dominantes, e a pressão é suficientemente baixa para